JPH0416204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は汚泥の脱水装置に関し、特に脱水助剤
粉で被覆された一次脱水汚泥粒を静水圧で圧搾す
ることにより脱水する装置に関する。

［従来の技術］ 汚泥は生活排水や産業排水の処理等により大量
に発生する。排水沈澱槽のような汚水処理施設か
ら回収された汚泥は通常90重量％以上の水分を含
有している。汚泥は通常投棄するか焼却するの
で、その水分は出来るだけ低いほうが望ましい。
特に燃料を補給することなしに焼却するために
は、すなわち自燃性とするためには、汚泥の水分
は約60重量％以下とすべきであり、50重量％以下
とするのが好ましい。

一般に、汚泥は消石灰や塩化鉄のような無機凝
集剤やポリマー性凝集剤のような有機物質を添加
することにより凝集させる。凝集した汚泥は次い
で真空脱水機、遠心力脱水機、ベルトプレス、フ
イルタープレスなどにより脱水し、固化する。こ
のようにして脱水固化した汚泥は「一次脱水汚
泥」とよぶことができる。一次脱水汚泥は通常約
70重量％以上の水分を含有し、たとえば特にベル
トプレスやフイルタープレスなどにより脱水した
場合には、約70〜85重量％の水分を含有する。

一次脱水汚泥をさらに圧搾しても、その含水率
を70重量％より低くするのは非常に困難であるこ
とが解つた。さらに、一次脱水汚泥をさらに高圧
で加圧しても濾布の目詰まりが起こるので、この
点からも含水率を低下させることが困難である。

ヨーロツパ特許出願公開第0092146A2号は一次
脱水汚泥がスラリー状になるのを防止しながら解
砕して汚泥粒とし、解砕した汚泥粒に脱水助剤粉
を被覆することにより調質し、調質した汚泥粒を
プレス圧搾することにより汚泥粒中の水分を排出
し、もつて含水率を60重量％未満に低下させる汚
泥の脱水方法を開示している。

第１４図は上記ヨーロツパ特許出願の方法を実
施するためのシステムを概略的に示す。下水路や
河川の沈澱槽の底に沈積しているような泥状物は
実質的に有機物質からなるとともに、約95％もの
含水率を有するが、その脱水においては、まずポ
リマー性凝集剤等を混入する。凝集剤の添加によ
り沈澱し濃縮された泥状物は第１４図に示すベル
トプレスＡに送給され、ベルトプレスＡ上におい
て両濾布間で圧搾され、一次脱水される。一次脱
水されたシート状の汚泥は約20mmの厚さであり、
約70〜85％の含水率を有する。一次脱水した汚泥
は次に解砕機Ｂに送給される。解砕機Ｂは内壁か
ら小さな板又はロツドが突出している円筒状の回
転ドラムと解砕用ブレードを有する回転シヤフト
とを有する。回転シヤフトは回転ドラム内の下方
に位置する。解砕機Ｂに送給される脱水助剤粉と
しては、多段式焼却炉Ｆから得られる焼却灰を用
いることができる。焼却灰は例えば一次脱水汚泥
の約10〜25重量％（湿潤基準）とすることができ
る。一次脱水汚泥は解砕機Ｂにおいて解砕される
とともに、脱水助剤粉により被覆される。脱水助
剤粉による被覆は「調質」と呼ぶことができる。

解砕機Ｂの作動時間は約20〜40秒間である。し
かし、解砕及び調質を連続的に行うのが望ましい
場合には、汚泥を連続的に送給するとともに、約
20〜40秒間の滞留時間内に解砕と調質を同時に行
なうように解砕機を構成する。このようにして調
質された汚泥は、その少なくとも約70重量％が約
10mm以下の粒径を有し、その表面は実質的に焼却
灰により被覆されている。汚泥粒は実質的に振
動、撹拌又は混練等を受けていないので、その内
部構造は実質的に破壊されていない。

解砕機Ｂにより調製された調質汚泥粒は次にプ
レスＣに供給される。プレスＣは油圧シリンダー
のピストンに連結したラムを有しピストンの下降
により汚泥は圧搾される。多数の穴を有する厚い
多孔板がプレスの床部に設けられており、その上
に濾布が敷設されている。ラムの下端にも同様に
厚い多孔板が設けられており、その多孔板の下面
に濾布が取り付けられている。プレスＣにおい
て、一定量の調質汚泥粒がプレスの床部上の濾布
とラムの下面上の濾布との間で圧搾される。圧搾
により生じた濾液は上下の多孔板の穴から真空ポ
ンプにより吸引される。

次に円板状となつた汚泥体は解砕機Ｄにより解
砕され、コンベヤーＥを通つて多段式汚泥焼却炉
Ｆに送給される。焼却炉Ｆにおいて汚泥を焼却す
ることにより生じた灰の一部は空圧パイプを通つ
て解砕機Ｂに送給される。焼却灰の残りは後で処
理するためにホツパーＧに貯蔵される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、乾燥脱水助剤粉で調質した一次
脱水汚泥粒をさらに脱水する二次脱水工程におい
て、プレス圧搾が高い脱水効率を得る上で必ずし
も有効ではないことがわかつた。というのはプレ
スＣに投入された汚泥粒が不均一に圧搾されるか
らである。具体的に言うと、プレス内に投入され
た汚泥粒は通常ほぼ曲面状の上面を有するが、ラ
ムの下面は平坦であるので、プレス内の汚泥粒に
は場所によつて不均一な圧力がかかることにな
る。それと同時に最初から高い圧力を受ける部分
が生ずるが、余り急速に高い圧力を受けた汚泥粒
はその内部構造が後述するように破壊されるため
に、かえつて脱水効率が低くなる傾向があり、そ
のために全体の脱水効率も低下する。またこのよ
うな現象は内部に「水路」、すなわちキヤピラリ
ーを有する汚泥粒に特有なものであることも解つ
た。

従つて、本発明の目的は脱水助剤粉で調質した
一次脱水汚泥粒を脱水する装置を提供することで
ある。

特に本発明の目的は脱水助剤粉で調質した一次
脱水汚泥粒を静水圧下で、均一に圧搾することに
より脱水する装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは
乾燥脱水助剤粉で調質した一次脱水汚泥粒に静水
圧をかけることにより均等な圧搾をすることがで
き、もつてより高い脱水効率を得ることができる
ことを発見し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の脱水装置は、脱水助剤粉で
調質され、キヤピラリーを有する内部構造を有す
る一次脱水汚泥粒を脱水するもので、(a)凹部と、
前記凹部と連通する通路とを有する第一部材、(b)
前記凹部上に流体密封状態に設けられ、もつて前
記通路と連通する流体室を形成するダイヤフラ
ム、(c)濾液室を有する第二部材、(d)前記濾液室上
に設けられたフイルター部材、(e)前記第一部材第
二部材の少なくとも一方を水平方向に移動させ、
もつてそれらを密着させる装置、(f)前記ダイヤフ
ラムと前記フイルター部材とにより形成されたキ
ヤビテイを開くために、前記第一部材と前記第二
部材の少なくとも一方を垂直方向に移動させる装
置、(g)前記キヤビテイの上方に設けられており、
前記キヤビテイに重力により前記一次脱水汚泥粒
を装入する装置、及び(h)前記第一部材の前記通路
に接続して、前記流体室に圧力流体を供給する装
置を有し、前記一次脱水汚泥粒を前記ダイヤフラ
ムを介して静水圧により均一に圧搾し、前記一次
脱水汚泥粒のキヤピラリーを有する内部構造を実
質的に破壊せずに、前記一次脱水汚泥粒内に含有
された水分を除去することを特徴とする。

［実施例］ 本発明の脱水装置の特徴を充分に理解するため
に、処理すべき汚泥の性質についてまず説明す
る。

本発明により脱水する汚泥は、主に家庭や工場
や養鶏場や養豚場などの排水中に懸濁している腐
敗した有機物やコロイドからなる。汚泥はエアー
レーシヨン法やスクリーン法などにより沈積収集
される。収集された汚泥はまずフイルタープレス
やベルトプレスなどの手段により一次脱水され
る。一次脱水された汚泥は通常70重量％以上の水
分を有する。一次脱水した汚泥は第１ａ図乃至第
１ｃ図により例示されるような微細構造を有す
る。一次脱水汚泥の微細構造は相互に弱く結合し
た微細な汚泥粒子（核）からなり、それらの間に
小さな間隙や空間がある。隣接する間隙や空間は
連結しているので、水が流れることの出来る微小
な通路が形成される。このような微細な水路は
「キヤピラリー」と呼ぶことができる。汚泥粒子
の結合は比較的弱いので、振動や撹拌や混練など
により一次脱水汚泥はスラリー状になり、その微
小な水路、すなわちキヤピラリーは第２図に示す
ように破壊される。一旦スラリー状になると、も
はやキヤピラリーを再生することはできず、極め
て高圧下で圧搾してもさらに脱水することはほと
んど不可能である。

ところが微細構造を破壊することなしに、すな
わち汚泥を振動したり撹拌したり混練したりせず
に圧搾すると、汚泥粒子の結合構造が変形し、水
路が狭くなる。その結果、微細な水路に保持され
ていた内部水は排出される。ここで重要なことは
微細な水路に保持された水の易動度（移動速度）
は低く、脱水に要する時間は排出される水が通過
する微細な水路、すなわちキヤピラリーの長さの
２乗に比例するということである。換言すれば、
一次脱水汚泥の厚さが倍になれば、脱水時間は４
倍になる。従つて、一次脱水汚泥は汚泥中の排水
距離を短くするために小片に解砕する。一方、乾
燥焼却灰、珪藻土粉、石膏粉、炭酸カルシウム
粉、石炭粉、骨粉、おがくず、乾燥土粉等の脱水
助剤粉中では、水は極めて易動度が高く、一次脱
水汚泥中の10³〜10⁴倍も移動しやすい。

従つて、小片に解砕された一次脱水汚泥を乾燥
焼却灰のような脱水助剤粉で被覆すると、各汚泥
粒の表面の到達した水は脱水助剤粉層を通つて極
めて迅速に通過することができるので、汚泥粒中
を通過する時間に比較して、脱水助剤粉中の通過
時間はほとんど無視できる。このように脱水助剤
粉で調質された一次脱水汚泥粒の脱水時間は汚泥
粒の表面まで水が到達するのに要する時間により
律速されるので、汚泥粒とすることが脱水時間短
縮に有利であることがわかる。しかし、一旦微細
な水路、すなわちキヤピラリーが破壊されると、
圧搾によつて脱水することはもはや実質的に不可
能となるので、汚泥粒の微細化には限度がある。

以上に鑑み、脱水効率を高めるためには一次脱
水汚泥粒の粒径は１〜20mmであることが望まし
く、湿潤基準で10〜50重量％の脱水助剤粉で被覆
するのが好ましい。

本発明の脱水装置はこのような一次脱水汚泥粒
を脱水するためのものである。

第３図は本発明の一実施例による脱水装置を示
す。脱水装置１は下方フレーム２と、下方フレー
ム２に固定された右方垂直フレーム３と、下方フ
レーム２に固定された左方垂直フレーム４とを有
する。左右の垂直フレーム３，４の間に複数の圧
搾板５ａ，５ｂ，５ｃ（第一部材）と複数の濾過
板６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（第二部材）が交互に
設けられている。第４図に示すように一対のガイ
ドロツド７，７は左右の垂直フレーム３，４に固
定され、その間に延在している。圧搾板５ａ，５
ｂ，５ｃの各々には一対のガイド部材８ａ，８
ｂ，８ｃが取り付けられており、ガイド部材８
ａ，８ｂ，８ｃはそれぞれガイドロツド７，７に
摺動自在に係合している。また濾過板６ａ，６
ｂ，６ｃの各々には一対のガイド部材９ａ，９
ｂ，９ｃが取り付けられており、各々のガイド部
材９ａ，９ｂ，９ｃもまたガイドロツド７，７に
摺動自在に係合している。最も左側の濾過板６ｄ
は左方フレーム４に固定している。圧搾板と濾過
板の各隣接対はチエーン１０により連結してい
る。

下方フレーム２にはまた電動機１１、ギアボツ
クス１２及び一対の前方昇降シリンダー１３，１
３及び一対の後方昇降シリンダー１４，１４が取
り付けられている。回転シヤフト１５はギアボツ
クス１２から長手方向、すなわちガイドロツド７
と平行に延在し、回転シヤフト１６は電動機１１
からガイドロツド７と平行に延在している。シヤ
フト１５と垂直に延在している一対の回転シヤフ
ト（図示せず）はかさ歯車（図示せず）を介して
シヤフト１５と連結している。同様にシヤフト１
６と垂直に延在している一対の回転シヤフト１７
はかさ歯車１８を介してシヤフト１６と連結して
いる。各昇降シリンダー１３，１４は昇降ロツド
１９，１９′を具備し、昇降ロツド１９，１９′の
各々は一対の水平ガイドロツド２０，２０の各端
部に固定されている。この様子は第４図によく示
されている。圧搾板５ａ，５ｂ，５ｃの両下側部
に取り付けられたたガイド部材２１ａ，２１ｂ；
２１ｂ，２１ｂ；２１ｃ，２１ｃは１対のガイド
ロツド２０，２０と摺動自在に係合している。

第４図から明らかなように、圧搾板５ａ，５
ｂ，５ｃの両側に固定されたガイド部材８ａ，８
ａ；８ｂ，８ｂ；８ｃ，８ｃは長手方向（ガイド
ロツド７と平行）に延在するとともに下方に開放
している垂直凹部２２，２２を有する。このよう
な凹部２２，２２の構造のために、圧搾板５ａ，
５ｂ，５ｃはガイドロツド７，７に沿つて摺動し
うるとともに、ガイドロツド７，７に沿つた任意
の点に於いて昇降することができる。下方フレー
ム２の四隅に配置された４つの昇降シリンダー１
３，１３，１４，１４は昇降ロツド１９，１９，
１９′，１９′を同調して上下に動かすので、圧搾
板５ａ，５ｂ，５ｃもまたバランス良く同調して
昇降する。左方垂直フレーム４に取り付けられた
上方リミツトスイツチ２３及び下方リミツトスイ
ツチ２４はガイドロツド２０，２０が昇降する範
囲を限定するよう働く。

右方垂直フレーム３には油圧シリンダー２５が
取り付けられており、そのピストンロツド２６は
ガイドロツド７，７と平行に前後動する。ピスト
ンロツド２６の先端は連結板２７に固定されてお
り、連結板２７はまた濾過板６ａに固定されてい
る。ピストンロツド２６が後退すると、濾過板６
ａは右方に移動し、それに隣接する圧搾板５ａも
またチエーン１０により右方に移動する。濾過板
及び圧搾板の各隣接対は全てチエーン１０により
連結しているので、左方フレーム４に固定された
最も左側の濾過板６ｄを除いて、すべての濾過板
及び圧搾板は右方に移動し、各隣接対の間には各
チエーン１０の長さによつて決まる間隙が生ず
る。

これらの圧搾板及び濾過板の上方には複数対の
汚泥ホツパー３０及びシユート３１が設けられて
いる。各汚泥ホツパー３０はホツパーゲート３２
を有し、ホツパーゲート３２は一定量の調質汚泥
粒を下方のシユート３１に供給する役割を有す
る。シユート３１はまた汚泥粒を隣接する圧搾板
と濾過板との間の各キヤビテイ内に投入する。

第５図は圧搾板及び濾過板の構造を概略的に示
す。第５図は装置全体の一部だけ示しており、他
の圧搾板及び濾過板も同様の構造を有し同じ様に
作動する。

圧搾板５ｂは両側に凹部５１ｂ，５１ｃを有
し、各凹部５１ｂ，５１ｃの縁部にはダイヤフラ
ム５２ｂ，５２ｃが流体が密封状態に取り付けら
れており、その中央部は凹部５１ｂ，５１ｃには
まり込むようになつている。

圧搾板５ｂ内を延在する流体通路５３は各凹部
５１ｂ，５１ｃに開口している。隣接している濾
過板６ｂ，６ｃの各々はフイルター部材６１ｂ，
６１ｃ及び濾液室６２ｂ，６２ｃを有する。凹部
５１ｂ，５１ｃがフイルター部材６１ｂ，６１ｃ
と向かい合う状態で、キヤビテイ９０ｂ，９０ｃ
が形成される。

この脱水装置の操作について以下に説明する。

まずピストンロツド２６が前進し、圧搾板５
ａ，５ｂ，５ｃと濾過板６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
との各対の間隙を狭くする。電動機１１は４つの
昇降シリンダー１３，１３，１４，１４をシヤフ
ト１５，１６を介して駆動し、昇降ロツド１９，
１９，１９′，１９′は同調して上方リミツトスイ
ツチ２３により規定された最高位置まで突出す
る。それにより、ガイド部材２１ａ，２１ｂ，２
１ｃを介してガイドロツド２０，２０に連結した
圧搾板５ａ，５ｂ，５ｃは第５図に示されるよう
に最高位置まで上昇する。この最高位置において
汚泥ホツパー３０のホツパーゲート３２が回転
し、各ホツパーに収容されている所定量の調質汚
泥粒３５は各シユート３１を通つて、ダイヤフラ
ムとフイルター部材の各隣接対により形成される
キヤビテイ内に落下する。その結果、キヤビテイ
は所定量の調質汚泥粒３５により実質的に満たさ
れた状態となる。焼却灰のような脱水助剤粉で調
質した汚泥粒３５は汚泥ホツパー３０からシユー
ト３１を経てキヤビテイ９０内に落下するが、そ
の際大きな衝撃や振動を受けることがないので、
その内部構造、すなわちキヤピラリー構造は実質
的に破壊されない。

圧搾板５ａ，５ｂ，５ｃは次に下方リミツトス
イツチ２４により規定される位置まで下降し、そ
の位置で各ダイヤフラム５２と各フイルター部材
６１は相互に対向する。ピストンロツド２６は次
で僅かに前進し、隣接する圧搾板と濾過板とによ
り形成される各キヤビテイは流体の漏洩がない程
度にまで完全に密着する。

なお上記装置において、チエーン１０が緊張状
態でも昇降可能となるようにその端部を例えば垂
直溝内に昇降自在に嵌入させることにより、異な
る手順の操作も可能となる。すなわち、まずピス
トンロツド２６を後退させて各圧搾板と濾過板を
開放し、その状態で圧搾板だけ上昇させ、次いで
閉枠し、汚泥粒を装入する。この操作により各圧
搾板と濾過板の間でシール部材等が昇降の際接触
磨耗するのが防止される。

第６図は調質汚泥粒３５を含有する密封キヤビ
テイ９０の詳細を示す。第６図は単に隣接する圧
搾板と濾過板との各対により形成される同一のキ
ヤビテイの一つを例示しているだけであり、他の
キヤビテイについてもまつたく同様である。

圧搾板５は凹部５１と凹部５１と連通する流体
通路５３と、ダイヤフラム５２とを有し、ダイヤ
フラム５２の周囲は多数のネジ（図示せず）と環
状固定板５４とにより凹部５１の縁に固定されて
いる。凹部５１とダイヤフラム５２との間に流体
室５５が形成され、加圧水のような圧力流体が通
路５３を経て流体室５５に供給され、ダイヤフラ
ム５２を以下に詳細に説明するように調質汚泥粒
３５の方向に押圧する。ダイヤフラム５２は、キ
ヤビテイ９０内に収容されている汚泥粒３５のど
の部分にも均一な圧力を及ぼすように、充分に弾
性的である必要がある。このためにダイヤフラム
５２は天然又は合成のゴムで形成するのが好まし
い。

濾過板６は濾布６３と格子のような多孔性支持
板６４とからなるフイルター部材６１と、多孔性
支持板６４に面する濾液室６５とを有する。濾液
室６５には入口６６及び出口６７がそれぞれ連通
しており、加圧空気を濾液室６５内に送入した
り、出口６７から吸引したりして、濾液の強制排
出をすることができる。多孔性支持板６４は濾過
板６に強固に固定されており、濾布６３は環状固
定板６８により支持板６４に固定され、環状固定
板６８は多数のネジ（図示せず）により濾過板６
に固定されている。環状固定板５４と６８との間
隙を完全に密封するために、環状密封部材６９が
設けられている。

ダイヤフラム５２と濾布６３とにより形成され
たキヤビテイ９０内に所定量の調質汚泥粒３５を
収容した状態で、圧搾板５と濾過板６とを流体の
漏洩がないように密着させ、その後に加圧水のよ
うな圧力流体を通路５３を経て流体室５５に送給
する。流体室５５内の加圧流体はダイヤフラム５
２を介してキヤビテイ９０内の調質汚泥粒３５に
静水圧、すなわち均一な圧力を及びす。これは本
発明の重要な特徴である。この静水圧下での圧搾
により、調質汚泥粒３５内に不均一な脱水が生じ
ることなく調質汚泥粒３５から水を絞り出すこと
ができる。換言すれば、静水圧下での汚泥粒の均
一な圧搾により、従来のプレス法よりも高い脱水
効率を得ることができる。

第７図は静水圧下での調質汚泥粒の脱水状態を
概略的に示す。各汚泥粒３５は無数のキヤピラリ
ー３６を有し、キヤピラリー３６は内部水が表面
に出てくる通路として作用する。汚泥粒の内部構
造３５すなわちキヤピラリー３６が実質的に破壊
されないかぎり、圧搾圧をかければ汚泥粒３５か
らの水の排出は続く。水がキヤピラリー３６内を
流れる時間はその長さの二乗に比例するので、汚
泥粒が小さければ小さいほど水を早く排出するこ
とができる。一方、一次脱水汚泥を焼却灰のよう
な脱水助剤粉で被覆しながら余りに小片まで解砕
しようとすると、汚泥が激しく振動又は混練され
て、内部構造が破壊し、脱水がかえつて困難とな
る恐れがある。従つて、汚泥粒は１〜20mmの平均
粒径を有するのが好ましく、より好ましくは５〜
10mmの粒径を有する。

各汚泥粒３５は脱水助剤粉で調質されているの
で、、ダイヤフラム５２と濾布６３により形成さ
れたキヤビテイ９０内において、汚泥粒３５の間
に粉体層３７が形成される。各汚泥粒３５の表面
に水が一旦到達すると、水は汚泥内の約10³〜10⁴
倍も早く脱水助剤粉層３７を流れる。従つて、た
とえ濾布６３がキヤビテイ９０の一方の側だけで
あつても、さらにキヤビテイ９０が相当厚くて
も、水が粉体層３７を流れるのに要する時間は全
脱水行程においてほとんど無視することができ
る。

流体室５５内の流体圧Ｐはダイヤフラム５２を
均一に押圧し、それにより汚泥粒３５にも均一な
圧（静水圧）が作用し、汚泥粒３５のキヤピラリ
ー構造が実質的に破壊されない。これは本発明の
重要な特徴である。一方、調質汚泥粒のプレス圧
搾のように場所によつて圧力に大きな差があれ
ば、汚泥粒間で不均一な脱水が生じ、全体として
脱水効率は低下する。

脱水効率を向上するためには、換言すれば脱水
時間を短縮するためには、二段階の圧搾を行うの
が望ましい。まず調質汚泥粒を10〜25Kg／cm²とい
う小さな静水圧で30〜120秒間圧搾する。第一段
階における好ましい圧力及び圧搾時間はそれぞれ
15〜20Kg／m²及び30〜90秒間である。第二段階で
は、汚泥粒を30〜70Kg／cm²という高い静水圧で60
〜240秒間圧搾する。第二段階における好ましい
圧力及び圧搾時間はそれぞれ40〜50Kg／cm²及び60
〜180秒間である。始めから高い圧力で急速に圧
搾すると、汚泥粒の内部構造が破壊され、汚泥粒
の内部水の易動度が極端に低下する恐れが大き
い。一方低圧圧搾により汚泥粒のキヤピラリー内
に水の流れが一旦形成されると、圧力を上昇して
もキヤピラリーは実質的に破壊せず、水流を加速
することができる。このために、二段階圧搾法は
特に有効である。

第６図に戻り、濾液室６５は汚泥粒３５から排
出された水を捕集する。脱水効率を向上するため
に、入口６６から加圧空気を送入し、濾布６３を
通つて多孔性支持板６４の表面まで出てきた水滴
を出口６７から強制的に排出する。同じような作
用は出口６７から空気を吸引することによつても
達成することができる。脱水が完了すると、ダイ
ヤフラム５２が第６図で一点鎖線によつて示され
る位置まで到達する。

この脱水プロセスは本明細書において「二次脱
水」と呼び、この二次脱水プロセスにより脱水さ
れた汚泥粒は「二次脱水汚泥」と呼ぶことにす
る。

圧搾完了後、ピストンロツド２６は後退し、そ
れぞれチエーン１０で連結した圧搾板５ａ，５
ｂ，５ｃ及び濾過板６ａ，６ｂ，６ｃは右方に移
動する。隣接する圧搾板と濾過板との間隙が充分
に拡がると、二次脱水汚泥はキヤビテイ９０から
排出コンベヤーベルト（図示せず）上に落下す
る。得られた二次脱水汚泥の含水率は60重量％未
満であり、適当な圧搾条件では約30重量％もの低
い含水率にまですることができる。

第８図は本発明の別の実施例のキヤビテイの詳
細を示す。この実施例において、ダイヤフラム５
２の内側に適当な間隙をおいて第二濾布５６が設
けられている。この間隙はダイヤフラム５２の内
面上に形成された多数の突起又は溝により形成さ
れている。入口５７及び出口５８がダイヤフラム
５２と第二濾布５６との間隙に連通し、加圧空気
がそこを流れるようになつている。そのため搾出
され第二濾布５６を通つた水は加圧空気流により
強制的に排出することができる。この構造により
脱水効率はさらに向上する。なお他の部分につい
ては第６図の実施例と変わりはない。従つて同じ
部材には第６図と同じ番号を付してある。

第９図は本発明のさらに別の実施例による圧搾
板移動機構を概略的に示す。第９図においては全
て左右対象であるので、右側の部分だけ以下に説
明するが、左側についても同様である。圧搾板５
には上方ガイド部材８と下方ガイド部材２１とが
設けられている。上方ガイド部材８は水平ガイド
ロツド７と着脱自在に係合しており、圧搾板５は
ガイドロツド７に沿つて水平方向に摺動すること
ができるとともに、ガイドロツド７に沿つた任意
の位置において上昇することが出来る。上方プー
リー８１と下方プーリー８２との間に無端チエー
ン８０が設けられており、水平ガイドロツド２０
はチエーン８０に摺動自在に係合している。ガイ
ドロツド２０はまた下方ガイド部材２１と摺動自
在に係合している。上方プーリは無端ベルト８４
を介して原動機８３により回転される。

第１０図は第９図に示す圧搾移動機構を有する
脱水装置の部分概略側面図である。圧搾板移動機
構を除いて、第１０図の脱水装置は本質的に第３
図のものと同一である。従つて同一の部材につい
ては説明を省略する。この機構においては、複数
の圧搾板５ａ，５ｂ，５ｃの昇降はガイドロツド
２０を支持しているチエーン８０，８０を昇降す
ることにより行われる。チエーンの移動の上限及
び下限はそれぞれ上方リミツトスイツチ８５及び
下方リミツトスイツチ８６により定められてお
り、それぞれチエーン８０に固定された検出器８
７により検知される。

第１１図は本発明の実施例を示す。この脱水装
置１００は下方フレーム１０２と、下方フレーム
１０２に固定された右方垂直フレーム１０３と、
下方フレーム１０２に固定された左方垂直フレー
ム１０４とを有する。左右の垂直フレーム１０
３，１０４の間には複数の圧搾板１０５（第一部
材）と複数の濾過板１０６（第二部材）とが交互
が配列されている。一対のガイドフレーム１０７
は左右の垂直フレーム１０３，１０４の間を長手
方向に延在し、各フレームに固定されている。ガ
イドフレーム１０７の上には一対のガイドレール
部材１０８が設けられており、ガイドレール部材
１０８は各側において一対のリンク１０９，１１
０により昇降し得るようになつている。リンク１
０９はリン機構１１１に連結してあり、リンク機
構１１１は連結ロツド１１３を介してリンク機構
１１２に連結している。一方リンク１１０は直接
リンク機構１１２に連結しており、リンク機構１
１２はまた連結ロツド１１５を介して油圧シリン
ダー１１４に連結している。リンク機構１１２の
中央ピン１１６′は第１２図に示すように一対の
リンク機構１１２の間に横方向に延在するシヤフ
ト１１６に固定されている。シヤフト１１６は下
方フレーム１０２に固定された一対の軸受け１１
７に回転自在に支持されている。このリンク機構
によれば、油圧シリンダー１１４を駆動すること
により、一対のガイドレール部材１０８を同調し
て昇降することができる。

第１２図において、圧搾板１０５はその上端に
横方向に延在する長いシヤフト１１８を有し、長
いシヤフト１１８の両端にはガイドロール１１９
が設けられている。ガイドロール１１９はガイド
レール部材１０８に取り付けられたガイドレール
１２０に沿つて水平方向（図中において前後）に
移動するようになつている。また各濾過板１０６
の上端には横方向に延在する短いシヤフト１２１
が設けられており、短いシヤフト１２１の両端に
はガイドロール１２２が取り付けられている。ガ
イドロール１２２は固定ガイドフレーム１０７に
取り付けられたガイドレール１２３に沿つて水平
方向（図中において前後）に移動するようになつ
ている。

第１１図に戻り、右方垂直フレーム１０３には
ピストンロツド１２６を有する主シリンダー１２
５と主シリンダー１２５の上方に位置しピストン
ロツド１２８を有する補助シリンダー１２７とが
固定されている。ピストンロツド１２６及び１２
８の双方は連結板１３３に直接結合しており、補
助シリンダー１２７のピストンロツド１２８の前
進又は後退によりピストンロツド１２６は前後に
移動させられる。主シリンダー１２５は圧搾板１
０５と濾過板１０６とを締め付けるため、大きな
推力が必要であつてピストンの径も大きくなり、
従つてピストンロツド１２６の移動速度は比較的
遅い。一方補助シリンダー１２７のピストン径は
小さいので、比較的力が弱いが、ピストンロツド
１２８を速く動かすことができる。従つて最も右
側の濾過板１０６に固定された連結板１３３を高
速で前後動させるのに、補助シリンダー１２７が
使用される。

これらの圧搾板１０５及び濾過板１０６の上方
には複数対の汚泥ホツパー１３０及びシユート１
３１が設けられている。各汚泥ホツパー１３０は
所定量の汚泥粒を下方のシユート１３１に供給す
るためのホツパーゲート１３２を有する。またシ
ユート１３１は隣接する圧搾板１０５と濾過板１
０６との間隙に汚泥粒を送給する。

圧搾板１０５及び濾過板１０６の下方にはそれ
らの間隙から落下する二次脱水汚泥を捕集するた
めに、ベルトコンベアー１４０が取り付けられて
いる。

第１１図の脱水装置は第３図のものと同様に操
作することができる。すなわちまず補助シリンダ
ー１２７のピストンロツド１２８を充分に後退さ
せ、圧搾板１０５と濾過板１０６とを分離し、各
隣接対間のチエーン１５０の長さにより規定され
る間隙を設ける。各チエーン１５０の両端は垂直
な溝内に昇降自在に保持されているので、チエー
ン１５０が緊張している状態でも圧搾板１０５は
昇降自在である。油圧シリンダー１１４を駆動す
ると４つのリンク機構１１１，１１１，１１２，
１１２と４つのリンク１０９，１０９，１１０，
１１０を介して、一対のガイドレール部材１０
８，１０８が上昇する。そしてピストンロツド１
２８が前進して各間隙をゆるく閉じると、それぞ
れ隣接する圧搾板１０５と濾過板１０６により形
成されるキヤビテイが各濾過板１０６の突出部に
おいて垂直に開口する状態となる。この時点にお
いて各汚泥ホツパー１３０のホツパーゲート１３
２が回転し、各ホツパー１３０に収容されている
所定量の調質汚泥粒がシリンダー１３１を通つて
上記キヤビテイ内に落下する。その結果キヤビテ
イは所定量の汚泥粒でほとんど充満する。この場
合も、焼却灰のような脱水助剤粉で調質した汚泥
粒はホツパー１３０からシユート１３１を通つて
キヤビテイ内に落下しても、大きな振動又は衝撃
を受けることがなく、その内部構造すなわちキヤ
ピラリーは実質的に破壊されない。

圧搾板１０５は次に下方リミツトスイツチ（図
示せず）により規定される位置まで降下し、そこ
でダイヤフラムとフイルター部材の各隣接対は相
互に対面する。主シリンダー１２５のピストンロ
ツド１２６は連結部材１３３を強く押圧し、圧搾
板１０５と濾過板１０６の各隣接対間の間隙は流
体の漏洩がない程度まで完全に密封される。

圧搾板１０５のダイヤフラム及び濾過板１０６
のフイルター部材は第６図に示すものと実質的に
同じで良い。各キヤビテイに収容された調質汚泥
粒の脱水が完了すると、ピストンロツド１２８が
後退し隣接する圧搾板及び濾過板間の間隙が開放
される。その結果このようにして脱水された汚泥
（二次脱水汚泥）はコンベヤーベルト１４０上に
落下し、コンベヤーベルト１４０により汚泥捕集
ポート（図示せず）に運搬される。また補助シリ
ンダー１２７のピストンロツド１２８が前後退す
るときは、主シリンダー１２５の油圧回路はオー
プン状態になり、ピストンロツド１２８の前後退
に自由に追従できるようになつている。

第１３図は本発明のさらに別の実施例による密
封構造の詳細を示す。

圧搾板２０５は中央凹部２５１を有し、その周
囲はダイヤフラム２５２により密封されている。
ダイヤフラム２５２の外周内側には環状突起２５
５があり、環状突起２５５は圧搾板２０５の中央
凹部２５１の外周に設けられた環状凹部２５６内
に圧入されるようになつている。環状固定板２５
４は多数のネジ２５７によりダイヤフラム２５２
を介して圧搾板２０５に固定され、圧搾板２０５
とダイヤフラム２５２とが流体の漏洩がない程度
に密封される。圧搾板２０５が軽量化のために合
成樹脂で形成されている場合には、圧搾板２０５
内にネジ２５７を固定するために円筒状ブツシユ
２５８が埋設される。

濾過板２０６については、格子のような多孔性
支持板２６４が多数のネジ２６６により濾過板２
０６に固定されており、濾布２６３は環状固定板
２６８及び多数のネジ２６９により濾過板２０６
に固定されている。弾性的な環状密封部材２７０
が環状凹部２７１に受承され、その両端部が環状
固定板２６８と第二の環状固定板２７２により濾
過板２０６に固定されている。環状固定板２７２
はまた多数のネジ２７３により濾過板２０６に固
定されている。弾性的な環状密封部材２７０は環
状突起２７４を有し、環状突起２７４は対向する
固定板２５４により弾性変形されるので、それら
の間は流体の漏洩がないように密封される。

ダイヤフラム２５２は曲げ部２５９において繰
返し変形されるので、曲げ部２５９のカーブは暖
やかでなければならない。固定板２５４は丸みを
帯びた内側端２８０を有し、内側端２８０はダイ
ヤフラム２５２の曲げ部２５９より僅かに後退し
ているので、繰返し変形を受けるダイヤフラム２
５２が内端２８０により磨耗することはない。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明
する。

実施例 第６図に示す脱水装置を用いて、15％（湿潤基
準）の焼却灰で調質した一次脱水汚泥粒（平均粒
径約８mm、含水率75％）を静水圧で圧搾した。使
用したダイヤフラムの直径は35cmであり、ダイヤ
フラムと濾布により形成されたキヤビテイの厚さ
は９cmであつた。最初の圧搾は20Kg／cm²で60秒間
行い、次に第二の圧搾を50Kg／cm²で60秒間行つ
た。得られた二次脱水汚泥粒の含水率は中央部分
で43.3％、上方部分で40.3％、下方部分で44.3％、
及び左右の側部でそれぞれ43.8％及び44.3％であ
ることが解つた。

同一の脱水操作を第１６図に示すプレスＣを用
いて、同一の一次脱水汚泥粒について行つた。こ
のプレスの内径は14cmであり、その空間部の高さ
は９cmであつた。その結果得られた二次脱水汚泥
の含水率は中央部分で42.6％であり、その周囲は
それぞれ50.8％、51.6％、47.4％及び49.9％であ
つた。

以上のデータの比較から明らかなように、脱水
助剤粉により調質した一次脱水汚泥粒を本発明の
脱水装置により静水圧圧搾することにより、全体
として一層含水率を低くすることができる事がわ
かる。

本発明を添付図面を参照して上記実施例により
説明したが、本発明はそれらに限定されることな
く、本発明の技術的思想の範囲内において任意の
変更を施すことができる。例えば上記実施例にお
いては圧搾板の方が昇降したが、圧搾板を固定し
た濾過板を昇降させることもまた可能である。従
つて重要なことは圧搾板と濾過板のいずれか一方
が昇降し、それによりダイヤフラムとフイルター
部材とにより形成されるキヤビテイ内に調質汚泥
粒を送給するための間隙が得られるということで
ある。

［発明の効果］ 上記の本発明の特徴により、調質汚泥粒は微細
な水路すなわちキヤビテイを実質的に破壊するこ
となく圧搾脱水することができる。調質汚泥粒の
圧搾は本発明の脱水装置のダイヤフラムにより等
圧的に、すなわち均一に行うことができるので、
不均一な圧搾を効果的に防止することができ、も
つて50％未満と低い含水率を得ることができる。
また適当な条件を選択すれば30％もの低い含水率
を達成することもできる。さらに本発明の静水圧
圧搾方式により、脱水装置のサイズ及び重量が同
じであれば一層高い脱水能力が得られる。従つて
本発明の脱水装置により、一層高い脱水効率が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ乃至１ｃ図はそれぞれ弱く結合した汚泥
粒子からなる一次脱水汚泥の微細構造の典型的な
例を示す図であり、第２図はスラリー状になつた
汚泥粒子を示す図であり、第３図は本発明の一実
施例による脱水装置の全体構造を示す概略図であ
り、第４図は第３図の線Ａ−Ａに沿つて得られた
断面図であり、第５図は第３図の脱水装置の要部
の概略断面図であり、第６図は第５図の要部を示
す拡大断面図であり、第７図は調質した汚泥粒の
静水圧脱水を概略的に示す拡大図であり、第８図
は本発明の別の実施例による脱水装置の要部を示
す拡大断面図であり、第９図は本発明のさらに別
の実施例による圧搾板移動機構を示す概略図であ
り、第１０図は第９図の圧搾板移動機構を有する
脱水装置を示す部分概略図であり、第１１図は本
発明のさらに別の実施例による脱水装置の全体構
造を示す概略図であり、第１２図は第１１図の線
Ｂ−Ｂに沿つて得られた断面図であり、第１３図
は本発明の一実施例によるダイヤフラムとフイル
ター部材との密封機構を示す拡大断面図であり、
第１４図は二次脱水用の従来の脱水システムを示
す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脱水助剤粉で調質され、キヤピラリーを有す
   る内部構造を有する一次脱水汚泥粒の脱水装置で
   あつて、 (a) 凹部と、前記凹部と連通する通路とを有する
   第一部材、 (b) 前記凹部上に流体密封状態に設けられ、もつ
   て前記通路と連通する流体室を形成するダイヤ
   フラム、 (c) 濾液室を有する第二部材、 (d) 前記濾液室上に設けられたフイルター部材、 (e) 前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一
   方を水平方向に移動させ、もつてそれらを密着
   させる装置、 (f) 前記ダイヤフラムと前記フイルター部材とに
   より形成されたキヤビテイを開くために、前記
   第一部材と前記第二部材の少なくとも一方を垂
   直方向に移動させる装置、 (g) 前記キヤビテイの上方に設けられており、前
   記キヤビテイに重力により前記一次脱水汚泥粒
   を装入する装置、及び (h) 前記第一部材の前記通路に接続して、前記流
   体室に圧力流体を供給する装置 を有し、前記一次脱水汚泥粒を前記ダイヤフラム
   を介して静水圧により均一に圧搾し、前記一次脱
   水汚泥粒のキヤピラリーを有する内部構造を実質
   的に破壊せずに、前記一次脱水汚泥粒内に含有さ
   れた水分を除去することを特徴とする脱水装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の脱水装置にお
   いて、前記フイルター部材が濾布と多孔性支持板
   とからなることを特徴とする脱水装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の脱
   水装置において、前記汚泥粒から搾出され前記フ
   イルター部材を通過した水を強制的に排出するた
   めに、空気が前記濾液室内を流通するようになつ
   ていることを特徴とする脱水装置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の脱水装置において、前記第一部材及び前
   記第二部材がそれぞれ複数あり、かつ交互に配置
   されていることを特徴とする脱水装置。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   に記載の脱水装置において、前記第一部材及び前
   記第二部材のいずれか一方が昇降可能であり、も
   つて可動部材が高位置にあるときに前記キヤビテ
   イが前記汚泥粒装入装置に対して開放しているこ
   とを特徴とする脱水装置。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   に記載の脱水装置において、前記圧力流体は前記
   流体室に二段階に供給され、第一段階においては
   前記圧力流体は比較的低圧であり、第二段階にお
   いては比較的高圧であることを特徴とする脱水装
   置。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の脱水装置にお
   いて、前記低圧は10〜25Kg／cm²であり、前記高圧
   は30〜70Kg／cm²であることを特徴とする脱水装
   置。 ８ 特許請求の範囲第５項に記載の脱水装置にお
   いて、前記可動部材は前記第一部材であることを
   特徴とする脱水装置。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の脱水装置にお
   いて、前記第一部材及び第二部材が水平方向に摺
   動可能であるとともに前記第一部材が上方に脱着
   しうる第一ガイドロツドと、前記第一部材のみが
   水平方向に摺動自在に係合しているとともに昇降
   可能である第二ガイドロツドと、前記第二ガイド
   ロツドを昇降する装置とを有し、もつて前記第一
   部材が昇降自在であることを特徴とする脱水装
   置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の脱水装置に
   おいて、昇降装置は前記第二ガイドロツドに連結
   したピストンロツドを有する昇降シリンダーから
   なることを特徴とする脱水装置。 １１ 特許請求の範囲第８項に記載の脱水装置に
   おいて、前記第二部材が水平方向に摺動自在であ
   る固定ガイドフレームと、前記第一部材が水平方
   向に摺動自在である昇降自在なガイドレール部材
   とを有し、もつて前記第一部材が高位置にあると
   きに前記キヤビテイが前記汚泥粒装入装置に対し
   て開放し、かつ前記第一部材が低位置にあるとき
   に前記キヤビテイ内に収容された前記一次脱水汚
   泥粒は前記ダイヤフラムを介して静水圧により圧
   搾されることを特徴とする脱水装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項に記載の脱水装置
   において、前記第一部材と前記第二部材との少な
   くとも一方を移動する前記装置は主油圧シリンダ
   ーと補助油圧シリンダーとからなり、前記主油圧
   シリンダーは前記第一部材と前記第二部材との間
   〓を流体が漏洩しない程度に閉じ、前記補助油圧
   シリンダーは前記第一部材及び前記第二部材のい
   ずれか一方を比較的迅速に移動させることを特徴
   とする脱水装置。 １３ 特許請求の範囲第１１項に記載の脱水装置
   において、前記ガイドレール部材を昇降させる装
   置を有することを特徴とする脱水装置。 １４ 特許請求の範囲第１３項に記載の脱水装置
   において、前記ガイドレール部材を昇降させる装
   置は、前記ガイドレール部材に連結したリンクと
   前記リンクを駆動する装置とからなるリンク系で
   あることを特徴とする脱水装置。 １５ 特許請求の範囲第９項に記載の脱水装置に
   おいて、前記第二ガイドロツド昇降装置は上下の
   プーリ間に張架された少なくとも一つの無端チエ
   ーンであり、前記第一部材は前記チエーンと連結
   し、それとともに昇降し得ることを特徴とする脱
   水装置。